JPS61175502A - 刃先半径測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、刃先半径測定装置に係り、特に、バイト、ダ
イヤモンドドレッサ等の先端半径および加工時の先端半
径の摩耗量を測定するのに好適な、刃先半径測定装置に
関するものである。

〔発明の背景〕

バイトやダイヤモンドドレッサなど、先端部に刃先半径
を有する被加工物およびその測定の仕方について、まず
従来技術を第２図ないし第７図を参照して説明する。

ここに、第２図は、ダイヤモンドドレッサの先端部形状
を示すもので（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、第３図
は、砥石成形時の砥石とダイヤモンドドレッサとの関係
を示した正面図、第４図は、摩耗していないダイヤモン
ド先端部の拡大図、第５図は、摩耗したダイヤモンド先
端部の拡大図、第６図は、摩耗したダイヤモンドドレッ
サで成形された砥石の形状図、第７図は、従来のダイヤ
モンドドレッサの摩耗量測定の一実施例を示す説明図で
ある。

砥石を成形するダイヤモンドドレッサは、一般に第２図
のような形状をしており、被加工砥石と接触する先端部
、すなわちダイヤモンド２の半径Ｒは、０．２〜０．５
−程度のものが多い、このダイヤモンドドレッサ１によ
り砥石を成形する場合、一般に第３図に示すように、ダ
イヤモンド２の先端が砥石３の形状曲線の法線方向にな
るようにダイヤモンドドレッサ１を移動させる。

数回の砥石成形によりダイヤモンドドレッサ１の先端部
、すなわちダイヤモンド２は摩耗して第４図に示す形状
から第５図に示す形状となる。第５図において、刃先半
径Ｒの破線４は、摩耗前のダイヤモンド２の先端形状を
示し、実線５は摩耗後のダイヤモンド先端形状を示し、
Δはその摩耗量、Ｒ−、ｄは摩耗後の刃先半径である。

このときに、ダイヤモンドドレッサ１を、第４図に示す
刃先形状の場合と同じ軌跡で移動させ砥石成形を行うと
、第６図に示すように、成形された砥石３は、ダイヤモ
ンドの摩耗量Δだけ目標形状に対し大きくなってしまう
、第６図において、破線６は摩耗していないダイヤモン
ドドレッサで成形された砥石形状を示し、実線７は、摩
耗したダイヤモンドドレッサで成形された砥石形状を示
している。この状態の砥石３で研削された被加工体の形
状精度は目標精度を外れることになる。

このように、一般に、バイト、ダイヤモンドドレッサを
使用して、被加工物を特殊形状に成形加工するとき、こ
の先端部の精度が、被加工体の精度に大きく影響する。

そこで、通常この先端部の刃先半径を測定し、この測定
結果によ、す、ダイヤモンドドレッサの位置を調整して
加工しなければ高精度な加工ができなかった。

しかし、従来のこの先端部の刃先半径の測定方法は、顕
微鏡または縦倍率と横倍率を同じにした表面粗さ計によ
る方法しかなく、これらの方法は縦横の倍率が同じであ
るため、倍率を精度上十分なほど大きくすることができ
ないなど、高精度に測定できない欠点があった。

さらに、砥石の成形加工などを行った結果生じた先端部
の摩耗量を加工機上で測定できるような装置はなかった
。

一般の工具の輪郭の測定に関しては、（株）コロナ社発
行、青木保雄著、改訂「精密測定」　（２）（昭和５５
年４月２０日１９版）と題する文献に述べられている。

バイト、ダイヤモンドドレッサ等の先端部の刃先半径の
短時間内、の摩耗量のみを測定するのであれば、第７図
に示すように、変位を検出できる検出器を固定しておき
、この検出器に一定位置で被測定物を接触させ、変位量
の変化を測定すればよい。

第７ｒＲにおいて、８は変位量検出器、９は測定子、１
０は、ダイヤモンドドレッサ１の移動前の位置、１１は
、移動後の位置を示し、葛はその移動距離を示したもの
である。

このような装置では、一般の使用状態のような長時間に
なると変位量検出器８のドリフト、変位量検出ＩＩ８と
被測定物であるダイヤモンドドレッサ１との距離変化等
により、かなりの誤差が発生するという問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は、前述の従来技術の実状の惜みなされたもので
、バイト、ダイヤモンドドレッサなどの刃先半径および
加工時の刃先半径の摩耗量を、加工機上で、迅速かつ高
精度に測定できる刃先半径測定装置の提供を、その目的
としている。

〔発明の概要〕

本発明に係る刃先半径測定装置の構成は、弾性支持され
、測定圧を保有して変位しうる球状接触部を具備した測
定子と、この測定子に被測定物を相対向する両方から順
次接触させるときの前記測定子の各変位量を検出する検
出器と、この検出器が検出した前記測定子の各変位量か
ら被測定物の刃先半径およびその刃先の摩耗量を算出す
る演算制御装置とを備えたものである。

なお１本発明を開発した考え方を付記すると。

次のとおりである。

先の第７図に示した変位量検出器における検出器のドリ
フトなどの対策を検討した結果、検出器を測定範囲の中
央範囲で保持しておき、一方向からだけでなく１両方向
から被測定物を接触させ、変位量を測定すれば、検出器
のドリフト等の誤差を無くせるだけでなく、先端部の半
径も測定できることが分った。

その測定原理を第８図ないし第１２図を参照して説明す
る。

第８図〜第１２図は、ダイヤモンドドレッサの半径およ
び摩耗量の測定原理の説明図である。

第８図において、測定子１３に対し被測定物１４は、あ
る直線１５上にＬｌの距離に位置している。このとき、
測定子１３は自ら移動することは無く、被測定物１４は
、この図の平面内を自由に移動できる。

なお、測定子１３の直径をＤ、被測定物の刃先半径をＲ
９被測定物の先端摩耗量をΔとする。ここでＤおよびＲ
は既知である。

次に、第９図に示すように、被測定物１４を直線１５上
を移動量Ｘで測定子１３に接触させ、このとき測定子１
３はδ工の変位をする。

次に第１０図に示すように、被測定物１４を直線１５上
の第８図に相対向する位置、距離Ｌ２に移動させ、第１
１図に示すように、第９図と同様に、被測定物１４を直
線１５上を移動量Ｘで測定子１３に接触させ、このとき
測定子１３はδ、の変位をする。

これらの関係をまとめると、第１２図に示すとおりにな
る。

ここで、移動量Ｘ、距離りおよび変位量δ、。

δ２は既知とする。

以上を数式にまとめると。

Ｌ１＝ｘ＋（Ｒ−Δ）＋Ｄ／２−６ｌ−（１）Ｌ　ｚ　
＝ｘ　＋　（Ｒ−Δ）＋Ｄ／２−δ、　　・（２）Ｌ１
＋Ｌ、＝Ｌ　　　　　　　　　　　・・・・・・（３）
となる。

（１）式と（２）式の和を（３）式と等式におくことか
ら。

Δ＝Ｒ−（Ｌ−２ｘ−Ｄ＋δ１＋δ、）／２−（４）が
得られ、被測定物１４の先端の刃先半径Ｒの摩耗量Ａを
知ることができる。また、（４）式のΔを、Δ＝Ｏとお
くことにより。

Ｒ＝（Ｌ−２ｘ−Ｄ＋６８＋δｇ）　／２　　・（５）
が得られ、被測定物１４の刃先半径Ｒが未知でも、これ
を知ることができるのである。

この原理を利用して、次に示す刃先半径測定装置が開発
された。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。

ユニに第１図は、本発明の一実施例に係る刃先半径測定
装置の略示構成図である。

第１図において、１６は、被測定物であるダイヤモンド
ドレッサ、１６ａは刃先となるダイヤモンド、１８は直
径りなる球状接触部を具備した測定子、１９は支点、２
０は、！！！定子１８を弾性支持するためのばねである
。

これらによって、測定子１８は、ダイヤモンドドレッサ
１３が接触したとき、測定圧を保有して変位しうるちの
である。

２１は、測定子１８の変位量を検出する検出器、１７は
、検出器２１に接続した演算制御装置である。

ダイヤモンドドレッサ１６は１通常加工機で保持され、
砥石を成形加工するため移動させられるので、加工機の
この駆動源を利用して測定作業を行うことになる。もち
ろん、この測定のためのダイヤモンドドレッサ１６の動
きを専用装置に作ることは難しいことではない。

測定の手順は次のとおりである。

まず、刃先半径測定装置を適当な位置にセットし１次に
被測定物であるダイヤモンドドレッサ１６砂、ばね２０
により支持されている測定子１８に接触させる。このと
きの測定子１８の停止位置は、支点１９を介して連結し
た検出器２１で読みとれるので、この検出１１２１の読
み、すなわち測定子１８の変位δ、を演算制御装置１７
のメモリーにホールドしておく。

このときの測定圧は、ばね２０によりかけられる。また
、このときの測定子１８の変位量は検出器２１の測定範
囲、測定圧の関係から５０〜１００μｍ程度になるのが
、測定精度上最適である。

次いでダイヤモンドドレッサ１６を逃がし、相対向する
反対側から同じように測定子１８に接触させる。このと
きの検出器２１の読み、すなわち測定子１８の変位δ３
を演算制御装置１７のメモリーに入力する。

ダイヤモンドドレッサ１６の先端部、ダイヤモンド１６
ａの刃先半径をＲ１測定子１８の外径をり、ダイヤモン
ドドレッサ１６の移動距離をＸとすると、ダイヤモンド
ドレッサ１６の摩耗量Ａは次式により計算できる。

Δ＝（Ｘ−２・Ｒ−Ｄ＋δ□＋６２）／２　・・・（５
）ここで、検出器２１の読み、すなわち測定子１８の変
位δ□、＋δ２の精度は、検出器２１の変位検出精度で
あり、１００μｍ程度の測定範囲であれば容易に１μｍ
以下の精度にすることができる。

また、測定子１８の外径りは、ダイヤモンドドレッサ１
６との心ずれなどの誤差を考慮すると５閣程度が測定精
度上最適であるが、この寸法は予め正確に測定でき、さ
らにダイヤモンドドレッサ１６の移動距離は５ｍ程度な
ので、加工機の移動精度として１μｍ以下の精度には容
易にできる。

そして、上記（５）式から分るように、本測定方法によ
れば、検出器のドリフト等の誤差が入らず、高精度にダ
イヤモンドドレッサ１６のダイヤモンド１６ａの摩耗量
を測定できる。

また（５）式でダイヤモンドドレッサ１６の摩耗量Δを
Ｏとおけば、ダイヤモンドドレッサ１６ａの刃先半径Ｒ
の値が計算できる。

これらの計算は、演算制御装置１７）；より容易に、か
つ正確迅速に行うことができる。

本実施例によれば、加工機上で、ダイヤモンドドレッサ
１６の刃先半径Ｒおよび加工時の摩耗量Δを迅速、かつ
高精度に測定できる。また、この結果を加工機にフィー
ドバックして加工を続けることにより、被加工体を高精
度に加工することが可能になる。

なお、前記の実施例では、被測定物として、砥石を成形
するダイヤモンドドレッサの例を説明したが、本発明は
、これに限るものでなく、同様の効果が期待できる被測
定物に汎用的に適用できる−ものである。

なお、加工機で砥石を用いて加工する被加工体としては
、例えばスクリュー圧縮機ロータなど、複雑で高精度の
加工を必要とするものがある。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、バイト、ダイヤモ
ンドドレッサなどの刃先半屈および加工時の刃先半径の
摩耗量を、加工機上で、迅速かつ高精度に測定しうる刃
先半径測定装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る刃先半径測定装置の略
示構成図、第２図は、ダイヤモンドドレッサの先端部形
状を示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、第
３図は、砥石成形時の砥石とダイヤモンドドレッサとの
関係を示した正面図、第４図は、摩耗していないダイヤ
モンド先端部の拡大図、第５図は、摩耗したダイヤモン
ド先端部の拡大図、第６図は、摩耗したダイヤモンドド
レッサで成形された砥石の形状図、第７図は、従来のダ
イヤモンドドレッサの摩耗量測定の一実施例を示す説明
図、第８図ないし第１２図は、ダイヤモンドドレッサの
半径および摩耗量の測定原理の説明図である。 １６・・・ダイヤモンドドレッサ、１６ａ・・・ダイヤ
モンド、１７・・・演算制御装置、１８・・・測定子、
１９・・・支点、２０・・・ばね、２１・・・検出器。 ■　２　図 （却　　　　　（ｂ） ＪｆＪ３図 冨４　図　　　　ｆＪ５　月 嘉　６　図 ダ　７　図 ￥、８図 Ｚ　ｑ　図 菓　ｌＯ図 藁１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、弾性支持され、測定圧を保有して変位しうる球状接
   触部を具備した測定子と、この測定子に被測定物を相対
   向する両方向から順次接触させるときの前記測定子の各
   変位量を検出する検出器と、この検出器が検出した前記
   測定子の各変位量から被測定物の刃先半径およびその刃
   先の摩耗量を算出する演算制御装置とを備えたことを特
   徴とする刃先半径測定装置。